切割加工装置及切割加工方法与流程

本发明涉及切割加工装置及切割加工方法。本申请基于2015年2月4日在日本提出申请的特愿2015-020331号主张优先权，在此援引其内容。
背景技术：
：在汽车、铁道车辆、建材、船舶及家电产品等中，例如使用图10所示的薄板加工部件8(冲压成形品)。该薄板加工部件8例如经过沿曲线状的切割线2切割(剪断)图7a及图7b所示的板材1的长度方向上的端部3的切割工序和对上述切割工序后的板材1(即、板材1的被加工材部分4)进行冲压成形的冲压工序制造而成。注意，图7a是板材1的俯视图，图7b是图7a的附图标记x所示部分的放大图。图8是表示切割板材1时使用的现有切割加工装置10的剖视示意图。如图8所示，在切割板材1的端部3时，利用下刃11和板按压件13夹持板材1，同时使与下刃11具有规定的间隙cl/t(％)的上刃12下降。由此，切除板材1的端部3，由板材1得到被加工材6。注意，如图8所示，上述cl表示上刃12与下刃11之间的距离，上述t表示板材1的板厚。即，上述“间隙cl/t(％)”表示距离cl相对于板厚t的比例。图9是表示对被加工材6进行冲压成形时使用的冲压成形装置20的剖视示意图。如图9所示，通过使用冲头21、冲模22及垫块23对被加工材6进行放边成形，能够得到图10所示的薄板加工部件8。此处，在图8所示的切割工序中，在自板材1切除端部3时，板材1的被加工材部分4往往会产生飞边。飞边由于受到强力加工而变硬，因此使被加工材6的加工性(成形性)降低。并且，若被加工材6的加工性降低，则会引起薄板加工部件8的成品率下降以及制造成本上升。间隙cl/t(％)越大(例如超过10％)，飞边产生得越明显，因此将间隙cl/t(％)管理为规定值(例如10％以下)对于提高薄板加工部件8的量产性十分重要。然而，在沿曲线状的切割线2切割板材1时，从模具的制造精度等角度来看，将上刃12与下刃11之间的间隙cl/t管理为规定值(例如10％以下)并不容易。另外，即使是在直线状地切割板材1的情况下，切割板材1时产生的模具的弹性变形等也会导致间隙cl/t发生变化。因此，在量产程序中将间隙cl/t管理为规定值来抑制飞边的产生并不容易。此处，在专利文献1中，公开了一种利用上下设置的辊子将冲裁加工时产生的飞边压溃的冲裁用模具。另外，在专利文献2中，公开了一种通过在同一位置以同一形状从板材的上下进行冲压来防止开孔部分的截面产生飞边的方法。然而，专利文献1中，由于将通过冲裁加工产生的飞边压溃，因此被压溃的部分硬化，使得加工性进一步降低。另外，在专利文献2中，由于在同一位置以同一形状从板材的上下进行冲压，因此需要两台冲压加工机，使得设备费用等成本增加。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平10-263721号公报专利文献2：日本特开平11-221628号公报技术实现要素：发明所要解决的技术问题作为被加工材6产生飞边的主要原因，本发明人关注了切割板材1时板材1的倾倒。图11是表示使图8所示的上刃12下降了的状态的示意图，是表示切割中途的图。如图11所示，若在利用下刃11和板按压件13夹持板材1的状态下使上刃12下降，则上刃12与板材1的表面接触，板材1的端部3向下方倾倒。若板材1如此产生倾倒，则下刃11难以咬入板材1，导致难以从与下刃11接触的部位产生龟裂。另外，板材1的倾倒使得张力作用于板材1，导致容易从上刃12产生龟裂。因此，若使上刃12从图11所示的状态起进一步下降，则会从与上刃12接触的部位产生龟裂，沿上刃12的移动方向形成切割面s，导致产生飞边。此外，由于上述倾倒受板材1的弹性变形支配，因此板材1的抗拉强度越高，则板材1的倾倒角度越大。换言之，板材1的抗拉强度越大，则被加工材6上产生的飞边越大。本发明是鉴于上述情况而作出的，其目的在于提供一种能够在切除板材的端部时低成本且容易地抑制飞边产生的切割加工装置及切割加工方法。解决技术问题的技术手段为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术手段。(1)本发明一方式的切割加工装置是利用相对接近的第一切割刃及第二切割刃切除板材的端部而得到被加工材的切割加工装置，其中，具有：从正面及背面夹持所述板材中的成为所述被加工材的被加工材部分的第一抵接部及所述第一切割刃；从正面及背面夹持所述板材中的成为所述端部的端材部分的所述第二切割刃及第二抵接部；驱动部，其维持所述被加工材部分及所述端材部分在所述板材的正面及背面中的至少一方处于同一平面上的平坦状态不变地，使所述第一切割刃及所述第二切割刃开始相对接近。(2)在上述(1)所述的方式中，也可以如下：所述第一切割刃及所述第二切割刃在从所述第一切割刃及第二切割刃的接近方向观察的情况下形成有曲线部。(3)在上述(2)所述的方式中，也可以如下：所述第一切割刃的所述曲线部的曲率为﹣0.07mm-1以上0.20mm-1以下。(4)在上述(1)～(3)中任一项所述的方式中，也可以如下：所述第一切割刃及所述第二切割刃间的间隙超过10％且在30％以下。(5)在上述(1)～(4)中任一项所述的方式中，也可以如下：所述第二抵接部对所述端材部分的加压力为0.05kn以上。(6)在上述(1)～(5)中任一项所述的方式中，也可以如下：所述第二抵接部具有与所述板材的所述端材部分抵接的平坦部。(7)在上述(6)所述的方式中，也可以如下：所述平坦部的最小宽度尺寸为所述板材的板厚以上。(8)在上述(6)或(7)所述的方式中，也可以如下：所述平坦部的最大宽度尺寸小于所述板材的所述端部的最小宽度尺寸的0.5倍。(9)在上述(6)或(7)所述的方式中，也可以如下：所述平坦部的最大宽度尺寸为30mm以下。(10)在上述(1)～(9)中任一项所述的方式中，也可以如下：还具有端材除去部，该端材除去部在切割所述板材后且解除了所述第二切割刃及所述第二抵接部对所述端部的夹持后，对所述端部施加外力。(11)本发明另一方式的切割加工方法是利用相对接近的第一切割刃及第二切割刃切除板材的端部而得到被加工材的切割加工方法，其中，具有：从正面及背面夹持所述板材中的成为所述被加工材的被加工材部分的工序；从正面及背面夹持所述板材中的成为所述端部的端材部分的工序；维持所述被加工材部分及所述端材部分在所述板材的正面及背面中的至少一方处于同一平面上的平坦状态不变地，使所述第一切割刃及所述第二切割刃开始相对接近的工序。(12)在上述(11)所述的方式中，也可以如下：在所述接近开始的时刻，对所述板材的正面及背面均不施加张力。(13)在上述(11)或(12)所述的方式中，也可以如下：将所述第一切割刃及所述第二切割刃间的间隙设为超过10％且在30％以下。(14)在上述(11)～(13)中任一项所述的方式中，也可以如下：将夹持所述端材部分时的加压力设为0.05kn以上。(15)在上述(11)～(14)中任一项所述的方式中，也可以如下：所述板材是抗拉强度为440mpa以上的钢板。(16)在上述(11)～(15)中任一项所述的方式中，也可以如下：所述板材的板厚为0.6mm～3.6mm。发明效果根据本发明的上述各方式，能够在切除板材的端部时低成本且容易地抑制飞边产生。附图说明图1a是表示本发明的实施方式中的切割加工装置的立体图。图1b是表示上述切割加工装置的俯视图。图1c是图1a所示的切割加工装置的a-a剖视图。图2是图1a所示的切割加工装置的a-a剖视图，是表示切割加工后的状态的图。图3是利用上述切割加工装置得到的被加工材以及利用现有切割加工装置得到的被加工材的截面照片。图4是表示倾倒抑制部件的有无引起的飞边高度的变化的图表。图5是表示倾倒抑制部件的设定负荷与极限h/极限_基准的关系的图表。图6是表示倾倒抑制部件的宽度与极限h/极限_基准的关系的图表。图7a是表示板材的俯视图。图7b是图7a的附图标记x所示部分的放大图。图8表示现有切割加工装置的剖视示意图。图9是表示冲压成形装置的剖视示意图，是表示成形中途的图。图10是表示薄板加工部件的一个例子的立体图。图11是用于说明现有切割加工装置导致产生飞边的机理的图。具体实施方式以下，参照附图对本发明的实施方式详细进行说明。注意，在本说明书及附图中，对实质上具有同一功能的构成要素将标注同一附图标记从而省略其重复说明。图1a～图1c是表示本发明的实施方式中的切割加工装置100的图。图1a是切割加工装置100的立体图，图1b是切割加工装置100的俯视图，图1c是图1a所示的切割加工装置100的a-a剖视图。如图1a及图7a所示，切割加工装置100通过使上刃102沿铅直方向z(上刃102相对于下刃101接近的方向)移动，将板材1的长度方向上的端部3(板材1的端材部分)沿曲线状的切割线2切除(进行外形修整)。注意，为了容易辨认附图，在图1a中，用双点划线表示上刃102及板材1。板材1的材质例如是铁、铝、不锈钢、铜、钛、镁或钢等金属。板材1的材质不限于上述列举的材质，也可以是由金属及树脂组成的复合材料或者异种金属等。另外，板材1的板厚优选为0.6mm～3.6mm，更优选为0.6mm～2.3mm，进一步优选为0.6mm～1.8mm。如图1a～图1c所示，切割加工装置100具有下刃101(第一切割刃)、与下刃101相对地配置的板按压件104(第一抵接部)、与板按压件104的长度方向上的两端面104a分开规定距离配置的一对上刃102(第二切割刃)、与一对上刃102相对地配置的一对倾倒抑制部件105(第二抵接部)和一对切屑箱110。下刃101固定于未图示的基座面。板按压件104能够沿铅直方向z移动。并且，在切割板材1时，利用下刃101及板按压件104从板材1的板厚方向上的两面(正面及反面)夹持板材1的被加工材部分4。上刃102例如以间隙cl/t(上刃102及下刃101之间的距离cl除以板材1的板厚t而得出的值，参照图8)为5～30％的方式，与下刃101分开规定距离配置。即，上刃102的端面102a(曲线部)与下刃101的端面101a(曲线部)之间的距离为板材1的板厚t的5～30％。此外，一对上刃102分别设置于驱动装置120(驱动部)，且能够沿铅直方向z移动。另外，如图1c所示，一对上刃102分别具有设于下端部的凹部102b、设于凹部102b的内部的按压杆109(端材除去部)和对按压杆109施力以将其从凹部102b推出的弹性体108。弹性体108例如是螺旋弹性或板簧等。此外，弹性体108的施加力被设定为不使板材1变形的程度的力，板材1的端部3在切割后从按压杆109及弹性体108受到外力而向下方下落。如图1c所示，倾倒抑制部件105截面为梯形，具有与板材1的端部3的下表面抵接的顶面105a(平坦部)、与顶面105a连接且与顶面105a垂直的侧端面105c、与顶面105a连接且相对于顶面105a倾斜的倾斜面105b、与顶面105a平行的底面105d和设于底面105d的弹性体107。弹性体107对倾倒抑制部件105朝上刃102施力。弹性体107例如是螺旋弹性或板簧等。此外，也可以设置气缸等，以此来代替弹性体107。另外，倾倒抑制部件105被配置为，其侧端面105c与下刃101的端面101a之间的距离d为0.01mm～100mm。此外，距离d优选为0.01mm～50mm，进一步优选为0.01mm～10mm。在切割板材1时，利用上刃102及倾倒抑制部件105从板材1的板厚方向上的两面(正面及背面)夹持板材1的长度方向上的端部3。此时，弹性体107被设定为产生0.05kn以上的加压力。如图1a所示，一对切屑箱110配置于倾倒抑制部件105的下方。并且，切屑箱110收容从板材1上切割的端部3。另外，如图1a及图1b所示，在从铅直方向z观察的情况下，下刃101的端面101a及板按压件104的端面104a具有沿着图7a所示的板材1的切割线2的曲线形状。另外，在从铅直方向z观察的情况下，上刃102的端面102a及倾倒抑制部件105的侧端面105c也具有沿着板材1的切割线2的曲线形状。即，倾倒抑制部件105具有沿着上刃102的端面102a的形状。由于倾倒抑制部件105具有曲线形状，因此倾倒抑制部件105的顶面105a的宽度w(顶面105a在与板材1的切割线2交叉的方向上的长度，参照图1c)沿顶面105a的长度方向变化。顶面105a的宽度w的最大尺寸优选小于板材1的切割宽度w(即、板材1被切除的端部3的宽度，参照图7a)的最小尺寸的0.5倍。由此，板材1被切断的端部3的重心不在倾倒抑制部件105的顶面105a上，因此能够使板材1的端部3向下方下落。此外，顶面105a的宽度w的最大尺寸例如为30mm以下。另一方面，顶面105a的宽度w的最小尺寸优选为板材1的板厚以上。该情况下，能够增加倾倒抑制部件105的厚度，能够使倾倒抑制部件105的强度提高。接下来，对使用切割加工装置100切除板材1的端部3从而得到被加工材7的方法进行说明。首先，如图1a及图1c所示，将板材1配置在下刃101与板按压件104之间，利用下刃101及板按压件104夹持板材1的被加工材部分4。然后，利用上刃102及倾倒抑制部件105夹持板材1的端部3。此时，板材1的端部3被设于倾倒抑制部件105的弹性体107加压。接着，使上刃102下降(使上刃102朝下刃101接近)，切割板材1的端部3。此时，由于倾倒抑制部件105对板材1的端部3加压，因此能够抑制板材1的端部3倾倒(参照图11)。因此，防止张力(与板材1的切割线2交叉的方向上的张力)作用于板材1，并且下刃101容易咬入板材1。其结果，能够从上刃102产生龟裂，并且还能够从下刃101产生龟裂，因此能够抑制被加工材7上产生飞边。最后，如图2所示，使上刃102上升，结束对板材1的切割。此时，通过使上刃102上升，对切割后的板材1的端部3的夹持得以解除，因此端部3利用上刃102的按压杆109受到外力而下落。因此，能够使切割后的板材1的端部3切实下落，因此能够实现切割作业的高效化。并且，由于倾倒抑制部件105的下方设有切屑箱110(参照图1a)，因此端部3受倾倒抑制部件105的倾斜面105b引导而被收容于切屑箱110。通过以上工序，能够使用切割加工装置100由板材1得到被加工材7。然后，通过使用图9所示的冲压成形装置20对被加工材7进行放边成形，能够制造出具有放边成形部的冲压成形品。此时，被加工材7由于被抑制了飞边，因此能够在进行放边成形时抑制成形不良的产生。其结果，能够抑制冲压成形品的成品率下降以及制造成本上升，能够以高的成品率量产冲压成形品。根据以上说明的本实施方式的切割加工装置100，利用倾倒抑制部件105对板材1的端部3的下表面加压，同时使上刃102开始接近下刃101。换言之，维持板材1的被加工材部分4及端部3处于同一平面上的平坦状态不变地(不对板材1的板厚方向上的两面施加张力地)，使上刃102开始接近下刃101。因此，能够抑制板材1的端部3倾倒，能够抑制被加工材7上产生飞边。因此，能够低成本且容易地抑制飞边产生。如上所述，在现有切割加工装置10(参照图11)中，在间隙cl/t大的情况下(例如超过10％)，板材倾倒导致明显产生飞边，而在本实施方式的切割加工装置100中，能够抑制板材倾倒，因此即使在间隙cl/t大的情况下，也能够抑制被加工材7上产生飞边。另外，板材1抗拉强度越高越容易产生上述倾倒。因此，从倾倒抑制效果的角度来看，板材1优选是抗拉强度为440mpa以上的钢板，更优选是抗拉强度为590mpa以上的钢板，进一步优选是抗拉强度为980mpa以上的钢板。另外，板材1板厚越薄越容易产生上述倾倒。因此，板材1的板厚越薄，则倾倒抑制效果越大。另外，在板材1中，在板材1的切割线2的曲率为﹣0.07mm-1以上的情况下，切割时会明显产生倾倒。因此，在切割线2的曲率为﹣0.07mm-1以上的情况下，上述倾倒抑制效果较大。此处，负曲率表示凹曲线，正曲率表示凸曲线。另一方面，在板材1的切割线2的曲率超过0.20mm-1的情况下，在使用图9所示的冲压成形装置20对被加工材7进行放边成形时，往往会使被加工材7出现应力集中，产生断裂。因此，从抑制放边成形时的断裂的角度来看，板材1的切割线2的曲率优选为0.20mm-1以下。因此，板材1的切割线2的曲率优选为﹣0.07mm-1以上0.20mm-1以下。将上述内容换句话说，就是：由于沿下刃101及上刃102的形状切割板材1，因此下刃101的端面101a的曲率优选为-0.07mm-1以上0.20mm-1以下，上刃102的端面102a的曲率优选为-0.20mm-1以上0.07mm-1。【实施例】接下来，对为了确认本发明的作用效果而实施的实施例进行说明。<实施例1>使用本实施方式的切割加工装置100切除板材1的端部3，制造了被加工材。此时，将板材1的切割线2的曲率(曲率半径的倒数)设成了下述表1的条件1～5五个水准(条件3表示切割线2为直线状的情况)。此外，在表1的条件1～3及5中，将倾倒抑制部件105的顶面105a的宽度w设成了3mm，将间隙cl/t设成了25％。另一方面，在表1的条件4中，将顶面105a的宽度w设成了3mm，将间隙cl/t设成了10％、25％两个水准。作为板材1，使用了抗拉强度为980mpa且板厚为1.4mm的钢板。倾倒抑制部件105的设定负荷(对板材1的加压力)设成了5.0kn。另外，为了对比，使用图8所示的现有切割加工装置10同样制造了被加工材。【表1】曲率[1/mm]曲率半径[mm]条件1-0.09-11.1条件2-0.07-14.3条件30∞条件40.205.0条件50.303.3并且，对于这些被加工材，拍摄了与宽度方向垂直的截面，测定了飞边高度。其结果如图3及图4所示。如图3所示，在对比例中，在间隙cl/t为25％的情况下，与间隙cl/t为10％的情况相比，产生了大的飞边。另一方面，在实施例中，即使在间隙cl/t为25％的情况下，也没有产生大的飞边。即，能够确认，在实施例中，即使在间隙cl/t大的情况下，也能够抑制飞边的产生。另外，从图4所示的结果也能够确认，在实施例中，能够抑制被加工材产生飞边。不过，在条件1中，由于因板材的倾倒而产生的飞边高度较小，因此与条件2～5相比，倾倒抑制效果较小。<实施例2>与上述实施例1的情况相同，使板材1的切割线2的曲率为表1的条件4，制造了被加工材。此外，将间隙cl/t设成了25％，将倾倒抑制部件105的设定负荷设成了0.05kn、1.5kn、3.0kn、5.0kn四个水准。并且，对这些被加工材进行了放边成形，并求出了极限凸缘高度的相对值(极限h/极限h_基准)。其结果如图5所示。图5是表示倾倒抑制部件105的设定负荷与极限凸缘高度的相对值(极限h/极限_基准)的关系的图表。注意，在图5中，倾倒抑制部件的设定负荷为零的图点表示对使用现有切割加工装置10制造的被加工材进行放边成形的情况。使凸缘高度以约1mm的跨度增高，并用不出现边缘部的裂纹或者板厚方向的局部缩颈的极限凸缘高度(极限h)除以使用现有切割加工装置10在间隙cl/t＝10％的条件下得到的被加工材的极限凸缘高度(极限h_基准)，该除得的值即为极限凸缘高度的相对值(极限h/极限_基准)。此处，上述“凸缘高度”采用除成形后的凸缘根部的上升曲率部(原文：立ち上がり曲率部)以外的部分的凸缘高度。因此，在能够成形出与在间隙cl/t＝10％的条件下得到的被加工材相同的高度的凸缘的情况下，极限凸缘高度的相对值(极限h/极限h_基准)是1.0，在只能成形出不从上升曲率部伸出的程度的凸缘高度的情况下，极限凸缘高度的相对值是零。在利用现有切割加工装置10制造的被加工材中，产生了大的飞边。因此，如图5所示，在对该被加工材进行放边成形时出现了断裂，极限凸缘高度的相对值为零。另一方面，在将倾倒抑制部件的设定负荷设为0.05kn以上的情况下，极限凸缘高度的相对值超过了0.9，没有产生大的飞边。由该结果可以确认，切割加工装置100即使在间隙cl/t大到25％的情况下，也能够制造出具有良好的放边成形性的被加工材。<实施例3>与上述实施例2的情况相同，使板材1的切割线2的曲率为表1的条件4，制造了被加工材。此外，将倾倒抑制部件105的设定负荷设成了5.0kn，将倾倒抑制部件105的顶面105a的宽度w设成了3mm、6mm、10mm三个水准。并且，与上述实施例2的情况相同，求出了极限凸缘高度的相对值(极限h/极限_基准)。其结果如图6所示。图6是表示倾倒抑制部件105的顶面105a的宽度w与(极限h/极限_基准)的关系的图表。注意，在图6中，倾倒抑制部件的宽度为零的图点表示对使用现有切割加工装置10制造的被加工材进行放边成形的情况。如图6所示，在利用现有切割加工装置10制造的被加工材中，产生了大的飞边。因此，在对被加工材进行放边成形时出现了断裂，极限凸缘高度的相对值为零。另一方面，在利用本实施方式的切割加工装置100制造的被加工材中，极限凸缘高度的相对值(极限h/极限_基准)为约1.0，没有产生大的飞边。由该结果也可以确认，切割加工装置100即使在间隙cl/t大到25％的情况下，也能够制造出具有良好的放边成形性的被加工材。以上虽然对本发明的实施方式进行了说明，但上述实施方式只是作为例子而提出的，本发明的范围并不仅限于上述实施方式。上述实施方式能够以其他各种形态实施，在不脱离发明的主旨的范围内，能够进行各种省略、替换、改变。上述实施方式及其变形包含于发明的范围和主旨，同样包含于权利要求书中记载的发明及其等同范围。例如，在上述实施方式中，表示了切除板材1的长度方向上的端部3的情况。然而，切割加工装置100也可以构成为切除板材1的宽度方向上的端部。另外，切割加工装置100也可以构成为切除板材1的周向上的端部(板材1的切割线2为一条封闭的线)。再如，在上述实施方式中，表示了上刃102具有按压杆109及弹性体108的情况。然而，也可以将按压杆109及弹性体108设于倾倒抑制部件105。另外，也可以代替按压杆109及弹性体108，设置向板材的端部吹送气体的气体吹送装置。再如，在上述实施方式中，表示了切割加工装置100具有一对上刃102的情况。然而，切割加工装置100也可以具有一个上刃102。再如，在上述实施方式中，表示了曲线状地切割板材1的情况。然而，也可以直线状地切割板材1。再如，在上述实施方式中，表示了倾倒抑制部件105具有倾斜面105b的情况。然而，也可以将倾斜面105b设为垂直面。不过，从确保弹性体107的配置空间的角度以及提高倾倒抑制部件105的强度的角度等来看，优选设置倾斜面105b。工业实用性根据本发明，可提供一种能够在切除板材的端部时低成本且容易地抑制飞边产生的切割加工装置及切割加工方法。附图标记说明1：板材2：切割线3：板材的端部7：被加工材20：冲压成形装置100：切割加工装置101：下刃(第一切割刃)102：上刃(第二切割刃)104：板按压件(第一抵接部)105：倾倒抑制部件(第二抵接部)107：弹性体110：切屑箱120：驱动装置(驱动部)当前第1页12